一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法技术

本发明专利技术提供一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法，属于铝镁合金加工领域。本发明专利技术方法包括如下步骤：调节焦点：将导电位调节至激光器焦点处或者在场镜的焦深范围内；作矢量图：对导电位作轮廓矢量图，并复制粘贴成第1图层、第2图层；激光扫底：将轮廓矢量图的第1图层进行填充，用激光器扫描，在铝镁合金表面生成一层致密合金层；激光雕刻鱼鳞纹纹路：将轮廓矢量图的第2图层进行填充，用激光器在原有的致密合金层基本面上生成鱼鳞纹。本发明专利技术的有益效果为：提高生产效率，加工的成品性能稳定，提高导电率，提高产品良率；省去专用万用表、摇表等检测仪器来检测，简化了质检的工序，可通过外观直接检测，大幅提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法
本专利技术涉及铝镁合金加工技术，尤其涉及一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法。
技术介绍
铝镁合金具有密度小、强度高、容易成型、易于大批量制造、制造成本低等多种优点，越来越广泛地被人们用于制作3C产品的骨架、构件、配件等。以压铸铝合金ADC12为例，其化学成分中铝占85％左右，其他成分如表1所示：元素硅(Si)铁(Fe)铜(Cu)锰(Mn)镁(Mg)结果，％10.630.901.790.230.19元素镍(Ni)锌(Zn)钛(Ti)铅(Pb)锡(Sn)结果，％0.050.960.040.050.02表1其中，铝、镁、锌、铁是活性大的金属，裸露于空气中后就会被空气氧化，而铝、镁、锌的氧化物都是不导电的，其他成分铜、锰、镍、钛、铅、锡化学性能稳定，且导电。人们先将铝镁合金浇筑、压铸成型，再将半成品表面的导电位进行处理，当导电性能符合要求(一般是电阻阻值小于0.5Ω)后才能流入下一道组装工序，下一道工序中与导电位接触并导电的一般是导电粘胶、导电弹性棉垫等材料。导电位在未经处理时，铝镁合金表面金相如图1-3所示，其用万用表测量其表面导通时电阻值在1.5至8Ω，阻值较高，不符合通讯领域对电路阻值的要求。经处理后，阻值一般小于1Ω，部分可以小于0.5Ω。目前，针对导电位的处理一般采用以下技术：1、机械式刨开表面，再镀镍或金的工艺技术该技术工艺流程是：对钝化后的铝镁压铸成型品，用机械铣刀或锉刀在指定位置刨开一定深度(一般是0.05-0.1mm)，然后用超声波清晰掉表面灰尘与杂物，再干燥，再表面镀镍或金。从而达到指定部位的阻值符合要求、表面化学性质稳定等要求。缺点：A、机械加工的精度难以控制，加工深度不一致，不良率很高；B、机械加工是破坏性加工，加工一次后不能进行返工，一旦返工就会造成产品直接报废；C、工序复杂，为了达到制定部位阻值低、表面化学性能稳定等要求，需要做4道工序，生产周期长；D、生产过程不环保、不节能。2、激光普通破氧工艺技术该工艺技术是使用聚焦后的低功率、高能量密集度激光在普通参数与常用工艺方法作用下扫描、照射到导电位区域，可以直接气化掉表面照射到的约5μm的所有物质，将内部铸造材质裸露出来，达到提高导电性的目标。缺点：A、该方法给出的激光能量是相对一致的，但会因为表面材质不均匀，导致导电性能不一致，良率一般只有75-85％；B、该方法属于直接破氧，铝镁工件表面的化学性质很稳定的氧化物会被激光气化去除，从而将内部铝镁裸露于空气中，因此，铝镁裸露的导电位容易在1-2周内与空气中的氧气进行化学反应，逐渐生成铝镁氧化物，导电性能会随时间往后推移从而逐渐下降；C、该方法制作的导电位只能通过仪器测量，不能通过外观进行检测。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法。本专利技术方法包括如下步骤：S1：调节焦点：将待加工的铝镁合金的导电位调节至激光器焦点处或者在场镜的焦深范围内；S2：作矢量图：对导电位作轮廓矢量图，图形大小要吻合覆盖所需的范围，并在同一个坐标位置复制粘贴成第1图层、第2图层；S3：激光扫底：将轮廓矢量图的第1图层进行填充，用激光器扫描，在铝镁合金表面生成一层致密合金层；S4：激光雕刻鱼鳞纹纹路：将轮廓矢量图的第2图层进行填充，用激光器在原有的致密合金层基本面上生成鱼鳞纹。本专利技术作进一步改进，所述激光器为红外光纤激光器，所述红外光纤激光器的功率为10-150W。本专利技术作进一步改进，所述红外光纤激光器为调Q结构或MOPA结构，其场镜的焦距160-254mm。本专利技术作进一步改进，在步骤S1中，通过Z轴或3D振镜调节焦点。本专利技术作进一步改进，所述Z轴为手动升降的Z轴，如果铝镁合金上待加工的导电位上下落差超过场镜的焦深，则需要使用电动Z轴或3D振镜进行联动。本专利技术作进一步改进，在步骤S3中，激光沿着填充线的路径扫描，将所到之处的铝镁合金表面钝化层气化，且将钝化层下的厚度约1-10μm的铝镁合金中的各金属材质进行熔融，生成一层致密合金层。本专利技术作进一步改进，所述激光器采用速度为100-300mm/S，功率为30-45W，频率为150-200KHz的方式进行扫描，将铝镁合金材料的表面制作出油光发亮的致密合金层。本专利技术作进一步改进，在步骤S4中，轮廓矢量图的第2图层的填充方式为单维度填充或双维度垂直填充。本专利技术作进一步改进，所述激光器采用速度为1500-5000mm/S，功率为25-35W，频率为30-100KHz的方式进行扫描1-3遍，在原有致密合金层的基本面上形成鱼鳞纹。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)相对传统机械加工加电镀的工序，提高生产效率5倍以上；(2)相对激光普通破氧工艺，本方法加工的成品性能稳定，并且产品良率提高15％以上；(3)提高导电率，本方法处理后的电阻阻值一般≤0.5Ω，满足通讯领域对电路阻值的要求；(4)省去专用万用表、摇表等检测仪器来检测，简化了质检的工序，可通过外观直接检测，大幅提高生产效率；(5)省去传统机械加工及电镀的工序，可以实现零排放，环保节能。附图说明图1-图3为铝镁合金表面钝化后、镭雕前的表面金相图；图4为本专利技术方法流程图；图5为激光扫底后铝镁表面效果图；图6-8为合格的鱼鳞纹效果图；图9-10为两种不良的鱼鳞纹效果图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术在通用打标机平台的基础上，采用激光器对铝镁合金进行加工。本例的激光器采用红外光纤激光器，紫外、绿光、CO2的波长不适合铝镁合金表面工业化、批量化、快速、标刻加工。本例的激光器采用调Q结构或MOPA结构，都可以用本专利技术方法制作出合格的鱼鳞纹。此外，市面上10-150W激光器都可以用本专利技术方法制作出鱼鳞纹，优选平均功率为50-100W的激光器为佳。若使用10-30W的激光器也可以制作出鱼鳞纹，但效率比50-100W的慢一个级别；若使用平均功率更高的激光器，也可以使用本法制作出鱼鳞纹，但因输出激光的实际功率波动偏大，控制不精准、效果波动大、成本大幅增加，因此10-30W以及超过100W的激光器不适于工业化批量生产。本例场镜F的焦距160-254mm为佳。场镜焦距过小，激光光斑偏小，且材料有化学性能不稳定的镁成份，容易在进行扫底时将比较多的产品表面打出更多的爆孔；场镜焦距过大时，光斑偏大，能量密集度偏小，扫底不理想，鱼鳞纹纹路不清晰，且批量化生产时不能长期稳定，本方法以F＝254为例进行说明。如图4所示，本专利技术本发方法包括如下步骤：步骤S1：调节焦点调节Z轴或3D振镜，将待加工的铝镁合金的导电位调节至激光器焦点处或者在场镜的焦深范围内；本例通常为手动升降的Z轴，如果铝镁合金表面上的需要制作鱼鳞纹的地方上下落差超过场镜的焦深，则需要使用电动Z轴或使用3D振镜进行联动。步骤S2：作矢量图对铝镁表面的导电位作轮廓矢量图，图形大小要吻合覆盖所需的范围，并在同一个坐标位置复制粘贴成第1图层、第2图层。步骤S3：激光扫底将轮廓矢量图的第1图层进行适当填充，并用激光器慢速(100-300mm/S)、高功率(30-45W)、高频率(150-200KHz)的方式进行扫描，将材料表面制作出油光发亮的底纹。本步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法，其特征在于包括如下步骤：S1：调节焦点：将待加工的铝镁合金的导电位调节至激光器焦点处或者在场镜的焦深范围内；S2：作矢量图：对导电位作轮廓矢量图，图形大小要吻合覆盖所需的范围，并在同一个坐标位置复制粘贴成第1图层、第2图层；S3：激光扫底：将轮廓矢量图的第1图层进行填充，用激光器扫描，在铝镁合金表面生成一层致密合金层；S4：激光雕刻鱼鳞纹纹路：将轮廓矢量图的第2图层进行填充，用激光器在原有的致密合金层基本面上生成鱼鳞纹。

【技术特征摘要】
1.一种用激光在铝镁合金表面制作鱼鳞状纹路的方法，其特征在于包括如下步骤：S1：调节焦点：将待加工的铝镁合金的导电位调节至激光器焦点处或者在场镜的焦深范围内；S2：作矢量图：对导电位作轮廓矢量图，图形大小要吻合覆盖所需的范围，并在同一个坐标位置复制粘贴成第1图层、第2图层；S3：激光扫底：将轮廓矢量图的第1图层进行填充，用激光器扫描，在铝镁合金表面生成一层致密合金层；S4：激光雕刻鱼鳞纹纹路：将轮廓矢量图的第2图层进行填充，用激光器在原有的致密合金层基本面上生成鱼鳞纹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激光器为红外光纤激光器，所述红外光纤激光器的功率为10-150W。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述红外光纤激光器为调Q结构或MOPA结构，其场镜的焦距160-254mm。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：在步骤S1中，通过Z轴或3D振镜调节焦点。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡柳平，黄再福，冯建华，朱宇军，王技科，王新龙，
申请(专利权)人：深圳市吉祥云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44